第一情报 ---材料工业

镁基复合材料半固态浆料制备技术动向

供稿人:路炜  供稿时间:2015-11-30   关键字:镁基复合材料  半固态  浆料  制备  
半固态金属成形技术作为一种先进的金属加工技术,因其具有凝固收缩小、偏析小、材料消耗少、节约能源、产品质量较高、近终成形等优良特性,被誉为21世纪新一代金属成形技术。制备半固态镁合金坯料目前普遍采用的是机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔体激活法(SIMA)和半固态等温热处理法等。

日本千叶工业大学、南昌大学、华中科技大学、北京科技大学等先后开展了碳纳米纤维/AZ91D、纳米SiC颗粒/AM60、Mg2Si/AM60等镁基复合材料半固态浆料制备研究,本文对此进行简单介绍。

2006年日本千叶工业大学Mussi,R.G.S.等人研究了超声振动对碳纳米纤维增强半固态AZ91D镁合金分散性的影响[1]。

2007年北京科技大学康永林等人使用半固态复合工艺制备了纳米SiC颗粒增强AM60镁合金材料,当纳米颗粒加入量(体积分数)为0.1%时,镁合金的综合性能达到最好,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别较未添加纳米颗粒的镁合金提高了56.9%、19.2%和69.3%,其硬度和冲击功也分别提高了16.4%和18.8%[2]。

2008年南昌大学申请的发明专利CN200810136303.0一种原位AM60镁基复合材料半固态的制备方法,是将AM60镁合金置于熔炼炉中熔化,温度达到780-800℃时将0.8-1.2wt%的结晶Si粉末加入熔体当中,反应10-20min后对熔体搅拌5-10min,再保温20-30min,然后将合金液冷却到半固态温度区间,搅拌速度300-600rpm,搅拌5-8min[3]。

2009年南昌大学申请的发明专利CN200910115126.2原位Mg2Si颗粒增强金属基复合材料的制备方法是将颗粒体积百分比为10~60%的原位Mg2Si-Mg或Mg2Si-Al坯料放入炉中,于固相线温度和液相线温度之间的温度下保温5~20min,获半固态中间体,向熔化的母体合金中搅拌加入半固态中间体,再将过热度为10~100℃的合金熔体流变铸造,获复合材料半固态浆料[4]。

2012年南昌大学闫洪等人申请的发明专利CN201210170161.6一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法,其特征在于:首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯镁按一定的比例配料并放入铁坩埚中加热至7400C,加入Al-Si中间合金并保温40min;然后降温至5850C~6150C进行静置保温,保温时间控制在6min以内,保温后将超声变幅杆探头置于熔体中,采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声振动,获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护[5]。

2012年华中科技大学刘晖晖等人用机械搅拌装置、将铝箔包覆的硅压入AM60合金熔体中,制备半固态Mg2Si/AM60浆料[6]。

参考文献:

1. Mussi, R. G. S.; Motegi, T.; Tanabe, F.; Kawamura, H.;et al. Effect of ultrasonic vibration on the dispersion of carbon nano-fibre reinforcement through semi-solid AZ91D magnesium alloy[J]. Diffusion and Defect Data--Solid State Data, Pt. B: Solid State Phenomena(2006), 116-117 (Semi-Solid Processing of Alloys and Composites), 392-396.

2. 康永林 王朝辉. 半固态工艺制备纳米SiC颗粒增强AM60镁合金的研究[J]. 特种铸造及有色合金.2007(8).-583-585

3. 南昌大学. 一种原位AM60镁基复合材料半固态的制备方法[P]. CN200810136303.0  申请日: 2008.11.26授权公告日: 2011.08.31 

4. 南昌大学. 原位Mg2Si颗粒增强金属基复合材料的制备方法[P]. CN200910115126.2  申请日:2009.03.31公布日: 2009.08.26

5. 南昌大学. 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法[P].CN201210170161.6  申请日:2012.05.29公布日: 2012.11.14

6. 刘晖晖 游凡. 半固态Mg_2Si/AM60复合材料的流变特性研究[J]. 铸造技术.2012(2).-157-159


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